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Wie in dem Hauptpatent im einzelnen dargelegt ist, fällt bei der Herstellung
von Zement während der Reinigung der aus dem Brennofen abziehenden Gase und Dämpfe
durch Elektrofiltration als unerwünschtes und unangenehm zu handhabendes Abfallprodukt
in beträchtlicher Menge ein Elektrofilterstaub an, dessen erforderliche Beseitigung,
etwa durch Ablagerung auf einer Abfallhalde und Überdecken mit einer Schicht aus
Sand, Erde od. dgl. oder Binden des Staubs durch Besprühen oder Zusatz von Hilfsstoffen
- alles mit dem Ziel, Flurschäden oder andere nachteilige Einwirkungen des aggressiven
Filterstaubs auf die Umgebung zu verhindern -, zusätzliche Arbeitsgänge und zusätzliche
Kosten mit sich bringt, welche die Gestehungskosten des Zements belasten.
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Gemäß dem Hauptpatent ist eine Verwendung dieses Zementofen-Elektrofilterstaubs
zum teilweisen oder vollständigen Ersatz von Soda in Gemengen zur Herstellung von
Glas vorgesehen. Durch diese Verwendung wird ein doppelter technischer Nutzen erzielt,
indem einmal der Filterstaub als solcher vernichtet wird und sich zum anderen technische
und wirtschaftliche Vorteile bei der Glasherstellung ergeben.
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Die Untersuchungen, die zu dem Hauptpatent geführt haben, beruhten
in erster Linie auf Filterstaub, wie er bei der Zementherstellung in Schachtöfen
anfällt.
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Seit einiger Zeit werden für die Zementherstellung vornehmlich Drehrohröfen
verwendet. Dabei fällt ein Elektrofilterstaub an, der sich in seiner Zusammensetzung
von dem Elektrofilterstaub aus Schachtöfen mehr oder weniger unterscheidet. Insbesondere
ist der Gehalt an S03 gewöhnlich höher.
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Es hat sich gezeigt, daß dieser Filterstaub aus Drehrohröfen bei der
Verwendung in der Glasherstellung schwieriger zu verarbeiten ist und der Zusatz
zu dem Glasflußgemenge einer sorgfältigen Regelung bedarf.
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Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Ausbildung der Verwendung
von Elektrofilterstaub gemäß dem Hauptpatent mit dem Zweck, den Filterstaub zu beseitigen
und die Einbringung in das Gemenge für die Glasherstellung so auf diesen Filterstaub
aus Drehrohröfen abzustimmen, daß die gemäß Hauptpatent erzielten vorteilhaften
technischen Ergebnisse bei der Glasherstellung erhalten werden und eine Einsparung
weiterer Rohmaterialien erzielt wird.
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Es wurde gefunden, daß bei Zusatz dieses Filterstaubs aus Drehrohröfen
ganz bestimmte eng begrenzte Mengenbereiche einzuhalten sind und ein Ausgleich im
Na20- und CaO-Gehalt des Glasansatzes vorzunehmen ist.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, bei der Verwendung von Zementofen-Elektrofilterstaub
in einem Gemenge zur Herstellung von Glas nach Patent 1285 689 dem Gemenge
zwischen 1 und 4 Gewichtsprozent eines Elektrofilterstaubes, der aus der Zementherstellung
im Drehrohrofen stammt, zuzusetzen und dafür etwa äquivalente Anteile an Na20 und
CaO in Form von Soda und Gips oder Kalkstein aus dem Gemenge fortzulassen.
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In dieser Weise gelingt eine vollständige Beseitigung dieses Filterstaubes
mit einhergehenden technischen Vorzügen bei der Herstellung von Glas unter gleichzeitiger
Kostensenkung sowohl der Zement- als auch der Glasherstellung.
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Wie vorstehend dargelegt, ist die Menge des Drehrohrzementofen-Elektrofilterstaubes,
die dem Glasansatz zugegeben wird, an genaue Grenzen gebunden; sie beträgt 1 bis
4 Gewichtsprozent, bezogen auf den Glasansatz (ohne gegebenenfalls zugesetztes Bruchglas).
Bei Gemengen von 1500 bis 2000 kg, wie sie häufig erschmolzen werden, beträgt also
die Menge an Elektrofilterstaub 15 bis 80 kg. Vorzugsweise wird der Filterstaub
in einer Menge von 1,5 bis 2,5 oder 3 0/0, bezogen auf das Gewicht des Glasansatzes,
zugegeben, bei einem Gemenge von 2000 kg also 30 bis 50 oder 60 kg/Gemenge. Diese
verhältnismäßig engen Grenzen sollen zur Sicherung guter Ergebnisse eingehalten
werden, da sich gezeigt hat, daß bei einer nennenswerten Überschreitung die Güte
des Glases abnimmt.
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Naturgemäß schwankt die Zusammensetzung des Filterstaubes in Abhängigkeit
von den bei der Zementherstellung eingesetzten Rohmaterialien und angewendeten Betriebsbedingungen.
Die günstigste Zusatzmenge an Elektrofilterstaub wird hiervon beeinfiußt. Dabei
gilt die allgemeine Regel, daß innerhalb der angegebenen Grenzen von 1 bis 4 Gewichtsprozent
bei fallendem S03-Gehalt mehr Staub und bei steigendem S03 Gehalt weniger Staub
zugesetzt werden sollte. Die für den Einzelfall optimale Menge kann ohne erfinderisches
Zutun durch einfache Vorversuche festgelegt werden.
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Für den zugesetzten Elektrofilterstaub werden in dem Glasansatz etwa
äquivalente Mengen an Na20 und CaO fortgelassen. Zu dem gemäß Hauptpatent vorgesehenen
Ersatz von Soda tritt also ein teilweiser Ersatz der CaO beisteuernden Komponenten
des Gemenges durch den Filterstaub. Allgemein kann der Filterstaub bezüglich der
Naz0-Komponente des Glasansatzes Soda und bezüglich der CaO-Komponenten Gips oder
Kalkstein ersetzen, wobei die im Einzelfall fortgelassenen Komponenten auch nach
dem SO,-Gehalt des Filterstaubs abgestimmt werden können. Ein Ersatz von Soda und
Gips durch den Filterstaub wird bevorzugt. In der Regel tritt 1 Teil Filterstaub
an die Stelle von 0,5 bis 0,8 Teilen Soda und einer dem Ca0-Gehalt äquivalenten
Menge Gips, je nach Zusammensetzung von Gemenge und Filterstaub. Auch die Körnung
des Sandes, der Tonerdegehalt und der Gehalt an Eisenoxid können von gewissem Einfluß
sein. Die optimalen Bedingungen hinsichtlich der zu ersetzenden Komponenten und
deren Mengenverhältnis lassen sich für den jeweils gegebenen besonderen Fall durch
einfache Vorversuche ermitteln.
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Ein Beispiel für eine typische Analyse eines derartigen Elektrofilterstaubs
aus einem Drehrohrzementofen ist nachstehend aufgeführt:
| Glühverlust (bei 1100°C) . . . . . . . . . . . 11,300/, |
| Unlösliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2,790/0 |
| Si02 ............................. 2,440/0 |
| A1203 ............................ 1,470/0 |
| Fe203 ............................ 0,930/0 |
| CaO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 16,810/0 |
| MgO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 0,510/0 |
| S03 .............................. 28,340/0 |
| Schwefel (S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
0,450/0 |
| K20 ............................. 32,960/0 |
| Summe der Restbestandteile . . . . . . . . . 2,000/, |
| 100,000/, |
Aus der vorstehenden Analyse ist ersichtlich, daß der Filterstaub keine nennenswerten
Mengen an Naz0, aber beträchtliche Mengen an K20 enthielt. Durch
Fortlassung
eines äquivalenten Anteils an Soda im Ge. menge und Ersatz durch den Filterstaub
wird also die Zusammensetzung der Schmelze in Richtung auf einer geringeren Na20-Gehalt
und einen höheren K20-Gehalt verschoben.
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Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Ersatz etwa äquivalenter Anteile
an Na20 und Ca0, insbesondere in Form von Soda und Gips, durch 1 bis 4 Gewichtsteile
des Elektrofilterstaubs aus Drehrohrzementöfen wird eine Beschleunigung des Schmelzvorgangs
erreicht. Es ist möglich, daß dies nicht allein auf die chemische Zusammensetzung
des Filterstaubs zurückzuführen ist, sondern daß auch die nachstehend angegebene
Granulierung von Bedeutung ist. Genaueres hierüber ist bisher nicht bekannt.
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Der Drehrohrzementofen-Elektrofilterstaub kann, in Übereinstimmung
mit den Angaben im Hauptpatent, dem Gemenge zur Herstellung von Glas in Form von
Pulver oder als Granulat zugegeben werden. In Form des bei der Elektrofiltration
anfallenden Pulvers ist der Staub verhältnismäßig schlecht zu handhaben und zu transportieren.
Jedoch ist in manchen Fällen eine direkte Verwendung des Staubs möglich. Gewöhnlich
ist es aber vorteilhaft, den Elektrofilterstaub zu granulieren. Hierzu können bekannte
Methoden Anwendung finden.
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In granulierter Form läßt sich der Filterstaub gut handhaben und transportieren.
Die Verwendung von Granulat wird daher bevorzugt. Bei Einsatz von Granulat wird
dieses zweckmäßig mit einer Korngröße von etwa 2 bis 4 mm benutzt. Die Granulierung
begünstigt die bei Zusatz des Filterstaubs zum Glasansatz erzielte Schmelzbeschleunigung.
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In manchen Fällen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dem Gemenge
für den Glasfluß mit dem Elektrofilterstaub Koksmehl, z. B. Grudekoks, oder Sägemehl
zuzusetzen. Gegebenenfalls kann auch - in an sich bekannter Weise - Kohlenstoff
in anderer Form benutzt werden, die Verwendung von Kokspulver oder Sägemehl wird
jedoch bevorzugt. Ob und in welcher Menge im Einzelfall Koksmehl oder Sägemehl zugegeben
wird, ist von der gerade vorliegenden besonderen Zusammensetzung von Glasansatz
und Filterstaub abhängig und kann durch einfache Vorversuche ermittelt werden. Ein
Zusatz von Koks- oder Sägemehl hat sich besonders bei Filterstaub hohen S03-Gehalts
günstig ausgewirkt.
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Bei Verwendung von Elektrofilterstaub aus Drehrohrzementöfen nach
den hier angegebenen Regeln werden sowohl die Vorteile gemäß Hauptpatent als auch
darüber hinausgehende technische Vorzüge bei der Glasherstellung erzielt. Einmal
wird der aggressive Filterstaub als solcher vernichtet, was unabhängig von der Glaserzeugung
im Hinblick auf die bekannte schädliche Einwirkung des Staubs auf die Umgebung bereits
einen wesentlichen Fortschritt darstellt. Bei der Glaserzeugung ersetzt der Elektrofilterstaub
zumindest einen Teil der Soda, was eine Einsparung an diesem verhältnismäßig teuren
Ausgangsmaterial ermöglicht, und für den gleichzeitigen teilweisen Ersatz von Gips
und/oder Kalkstein gilt entsprechendes. Hierdurch wird eine Verbilligung der Ausgangsmaterialien
erreicht. Der Elektrofilterstaub wirkt im Glasfluß als Schmelzbeschleuniger, wobei
dieser vorteilhafte Einfluß bei Verwendung des Filterstaubs in granulierter Form
und/oder bei Zugabe von Sägemehl noch gefördert wird. Der Filterstaub begünstigt
die Restauflösung des Sandes. Die schmelzbeschleunigende Wirkung des Filterstaubs
führt zu einer Energieeinsparung beim Schmelzvorgang, da unter sonst gleichen Bedingungen
rascher eine verarbeitbare Schmelze erreicht wird. Hierdurch kann darüber hinaus
die Produktion einer gegebenen Anlage gesteigert werden. Auch wird die Schmelze
nicht so pelzig. Diese technischen Vorzüge führen gleichzeitig zu wirtschaftlichen
Vorteilen, indem die Betriebskosten gesenkt werden.
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Weiter hat sich überraschenderweise gezeigt, daß beispielsweise bei
der Herstellung von Sektflaschen aus einem Glasansatz, dem erfindungsgemäß Elektrofilterstaub
aus Drehrohrzementöfen zugegeben worden ist, die Druckfestigkeit der Flaschen größer
ist als bei einem gleichen Gemenge, aber ohne Zusatz von Filterstaub.
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Weiter wurde festgestellt, daß bei einer Reihe von Glassorten durch
den erfindungsgemäß vorgesehenen Zusatz von Elektrofilterstaub aus Drehrohrzementöfen
die Sprödigkeit des erhaltenen Glases verringert wird.
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Der Elektrofilterstaub eignet sich vornehmlich zur Verwendung bei
der Grünglasherstellung.